Poniżej prezentujemy zestawienie technologii TETRA i CDMA w zastosowaniu dla służb bezpieczeństwa publicznego (PPDR – Public Protection and Disaster Relief)
TETRA to otwarty standard cyfrowej radiowej łączności dyspozytorskiej stworzony specjalnie dla służb bezpieczeństwa publicznego i ratownictwa. Standard ten został opracowany przez Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych (ETSI) i jest stosowany w znakomitej większości europejskich systemów bezpieczeństwa publicznego.
Implementacja komunikacji grupowej PTT (push to talk) w systemach CDMA jest oparta na prawnie zastrzeżonych rozwiązaniach firmowych i dostarczana w oparciu o komercyjne usługi zapewniane w sieciach CDMA.
Niniejszy artykuł porównuje główne cechy oraz funkcje obu tych technologii używanych szczególnie w sytuacjach zagrożenia publicznego oraz katastrof i klęsk żywiołowych.
Standardy, rynek, rekomendacje UE oraz interoperacyjność
Temat |
TETRA |
PTT w systemach CDMA |
Standard otwarty |
Tak – seria ETSI EN300392-x |
Nie – zastrzeżony |
Konkurencyjność dostawców infrastruktury sieciowej |
Tak – co najmniej 8 różnych dostawców |
Nie – limitowani dostawcy |
Konkurencyjność dostaw terminali |
Tak – co najmniej 8 różnych dostawców, konkurencyjność wyrażona na wszystkich obszarach, również na rynkach niszowych. Dostępne są:
Zobacz: Baza produktów TETRA |
Nie – bardzo ograniczona liczba terminali i modeli dla bezpieczeństwa publicznego. Dla przykładu w systemie GoTa (Global Open Trunking Architecture) promowanym pod nazwą SCŁD – System Cyfrowej Łączności Dyspozytorskiej, aktualnie jedyny dostawca to firma ZTE Corporation z Chin. |
Rynek docelowy |
Specjalnie zaprojektowane dla użytku przez służby bezpieczeństwa publicznego |
Zaprojektowane dla publicznego użytku telefonii komórkowej – usługa PTT to dodatkowa funkcja, która początkowo nie była planowana. Ograniczona asymilacja w Chinach, gdzie policja wybrała technologię TETRA dla służb bezpieczeństwa publicznego (np: Olimpiada w Pekinie w 2008 roku, ) Czytaj: Sieć firmy Cassidian zapewnia bezpieczną łączność dla Igrzysk Azjatyckich w Chinach |
Rekomendacje UE SCHENGEN |
Tak – w “Katalogu Schengen” widnieje zapis, iż TETRA jest zalecaną technologią:
“Sieci będą oparte na standardzie TETRA lub TETRAPOL, – będą spełniać techniczne, operacyjne i taktyczne wymagania Schengen. W celu połączenia sąsiadujących sieci w obszarach przygranicznych powinny powstać środki współdziałania. Środki te spełniają co najmniej poniższe kryteria:…”
Rekomendacja Schengen odnośnie systemów radiowych dla służb bezpieczeństwa publicznego |
Nie – technologie oparte na standardzie GSM lub podobnym nie są zalecane. |
Współpraca międzynarodowa |
Tak – Otwarty standard używany w większości krajów europejskich. |
Nie – zastrzeżony, w Europie nie używany przez służby bezpieczeństwa publicznego w żadnych z krajów. Ograniczone referencje na świecie. |
Interoperacyjność – ISI (Inter-System Interface) |
Tak – wielu dostawców technologii TETRA potwierdziło współdziałanie w obrębie testów ISI. ISI oznacza możliwość współpracy pomiędzy sieciami TETRA w rożnych krajach – na przykład Polska/Niemcy, Polska/Litwa. Czytaj: |
Nie – interoperacyjność nie jest możliwa pomiędzy Polską a Niemcami, lub Polską a Litwą, ponieważ kraje te używają technologii TETRA w obrębie operacji bezpieczeństwa publicznego. |
Właściciel częstotliwości |
Częstotliwość TETRY przydzielona jest wyłącznie dla Ministerstwa Spraw Wewnętrznych i Administracji (właściciel) – całkowicie kontrolowana przez rząd. |
Przydzielona częstotliwość CDMA – operator GSM jest właścicielem częstotliwości pasma komercyjnego. |
FUNKCJONALNOŚĆ
Temat |
TETRA |
PTT w systemach CDMA |
Zestaw funkcjonalności |
Projektowane i tworzone dla potrzeb użytkowników systemów bezpieczeństwa publicznego od wielu lat – bogaty zakres sprawdzonych funkcjonalności. |
Tworzone na podstawie komercyjnych wymagań z ograniczoną ilością opcji PTT i funkcjonalności. Zalecana jest dokładna analiza i ocena systemu, aby sprostać obecnym i przyszłym potrzebom użytkowników, tak, aby służby, od których zależy życie ludzkie były wyposażone w odpowiednie technologie w sytuacjach katastrof i klęsk żywiołowych. |
Tryb komunikacji trunkingowej.. Rozwiązanie zapewniające obsługę 5-6 tysięcy użytkowników na małym obszarze. Umożliwia zrealizowanie tysięcy połączeń grupowych trwających zazwyczaj 5 sekund, do setek grup bez utraty żadnej wiadomości. |
Tak
Sprawdzone podczas wielu wydarzeń wielkiej rangi np.: 1. Olimpiada w Atenach 2. Olimpiada w Pekinie 3. Spotkanie G8 w Szkocji 4. Spotkanie G8 w Warszawie |
Tak
Brak znanych wydarzeń. |
Tryb komunikacji bezpośredniej (komunikacja bezpośrednia między radiotelefonami bez przemiennika sygnału radiowego) |
Tak |
Tak, ale w połączeniu z technologią analogową o stosunkowo małym zasięgu i przy braku zabezpieczeń poufności transmisji |
Radiotelefony z funkcjonalnością bramek dostępowych (gateway) – istotne do poszerzania zasięgu sieci trankingowej na obszary o słabym pokryciu sygnałem radiowym (lub braku pokrycia radiowego) |
Tak. W pełni cyfrowe, zapewniające bezpieczną komunikację z dodatkowym szyfrowaniem miedzy nadawcą i odbiorcą (szyfrowanie E2EE).
Czytaj: Potęga trybu DMO w TETRZE. |
Nie – dla trybu prawdziwej komunikacji bezpośredniej, następuje konieczność łączenia technologii. Szyfrowanie end-to-end nie jest możliwe. |
Radiotelefony z funkcją przemiennika sygnału radiowego są istotne, aby zapewnić zwiększenie zasięgu między radiotelefonami pracującymi w trybie komunikacji bezpośredniej. |
Tak. W pełni cyfrowe, zapewniające bezpieczną komunikację z dodatkowym szyfrowaniem miedzy nadawcą i odbiorcą (szyfrowanie E2EE). |
Nie – konieczność użycia innej technologii. |
Zasięg |
Dobry, korzystając z urządzeń przenośnych 1.8W lub 3W oraz urządzeń mobilnych 10W – Infrastruktura pokrycia sieci pozostaje znana po zaprojektowaniu. |
Gorszy – Niska moc terminali z zasięgiem nadajnika jest zmienną zależną od liczby terminali przypisanych do komórki. |
Pojemność wewnątrz komórki |
Ustalona i niezależna od zasięgu. Połączenia są przypisane do przedziału czasowego. Ilość przedziałów czasowych jest z góry ustalona dla danego obszaru. Jeden przedział czasowy obsługuje jedno połączenie indywidualne bądź grupowe. |
Nie ma gwarancji dla dostępnej pojemności – pojemność CDMA zależy od zasięgu użytkowników; kiedy użytkownicy zbliżają się do granic zasięgu sieci – ogólna pojemność maleje i połączenia będą odrzucane. Ponadto, mają na nią wpływ niekontrolowane zakłócenia sąsiadujących komórek. |
Wydajność dla połączeń grupowych Radiotelefony muszą umożliwiać zaprogramowanie do 2 tysięcy grup wybieranych przez użytkownika. |
Bardzo dobra – jedna grupa używa tylko jednego kanału, niezależnie od ilości użytkowników. Połączenie grupowe do 1000 użytkowników korzysta z tej samej pojemności, co do 2 użytkowników. |
Słaba – operacje PTT (oparte na standardzie CDMA) zajmują więcej pojemności wraz ze wzrastającą liczbą użytkowników dodawanych do grupy. Istnieje ograniczenie, co do ilości grup rozmównych (pojedynczych użytkowników na grupę) – tworzy to ograniczenia w zarządzaniu systemem. |
Zakłócenia – zakłócenia między połączeniami mają wpływ na zasięg i wydajność komórki |
Zakłócenia są stale, zgodne z planem sieci i nie zmieniają się w zależności od przeładowania sieci. |
Zakłócenia są zróżnicowane w zależności od przeładowania sieci oraz odległości jednostki od komórki. Zasięg i pojemność ulęgną zmianie i nie można polegać na ich wartości. |
Czas nawiązania połączenia |
Szybkie – mniej niż 500 ms (typowo 200-300 ms), nawet przy obciążeniu i używając szyfrowania. |
Powolne i nieprzewidywalne – plan PTT w sieci CDMA jest powolny, różne czasy nawiązania połączenia dla różnych użytkowników, potencjalnie może tracić fragmenty ważnych połączeń. Oficjalnie deklarowany około 500 ms, rzeczywisty trudny do określenia. |
Możliwości dyspozytora |
Ustalone – Wielu dostawców jest w stanie dostarczyć sprawdzone i przetestowane rozwiązania dyspozytorskie. |
Nieznane – Ograniczone zastosowanie i możliwości w obszarze bezpieczeństwa publicznego.
|
Konfiguracja i zarządzanie systemem |
Tak – Kontrolowany przez użytkownika lub zatwierdzonego operatora |
Nieznana – Operatorzy komercyjni i dostawcy sprzętu – Uwagi dla bezpieczeństwa publicznego – Pochodzenie dostaw i możliwości wsparcia technicznego |
Jakość usług
|
Znakomita – szybkie zestawianie połączeń, szybka transmisja głosu, brak zakłóceń ze strony innych użytkowników. |
Zmienna, zależna od obciążenia sieci, przeładowania będą skutkować problemami w jakości usług oraz pominięciem części połączeń. |
Komunikacja powietrze-ziemia |
Tak – wymagane niewielkie dodatkowe widmo (300kHz), rozwiązania koordynowane międzynarodowo. |
Nie – wymagane dodatkowe widmo 1.25MHz dla oddzielnego zbioru komórek; algorytmy kontroli mocy oraz zakłócenia pomiędzy komórkami mogą powodować dodatkowe problemy. |
BEZPIECZEŃSTWO
Temat |
TETRA |
PTT w systemach CDMA |
Uwierzytelnienie |
Tak. Standard ETSI zaprojektowany do użytku w kluczowych operacjach TETRA |
Tak. Standardy publicznej sieci CDMA. |
Szyfrowanie połączenia radiowego – niezbędne dla wszystkich użytkowników, aby chronić poufne informacje. |
Tak. Standard ETSI, ograniczony algorytm dla użytku bezpieczeństwa publicznego w Europie. |
Możliwe. Algorytmy nie są akceptowane dla użytku w Europie – Poziom zabezpieczeń powinien być przejrzany pod względem zarządzania kluczami, itp. – poza kontrolą użytkownika. |
Szyfrowanie end-to-end – niezbędne dla użytkowników wymagających wysokich standardów bezpieczeństwa aby nie dopuścić do przechwycenia komunikacji w sieci. |
Tak – Zgodny z wymogami Narodowej Agencji Ochrony (USA) z możliwością wdrożenia własnych algorytmów (jeśli wymagane). |
Nie – bezpieczeństwo głosu i danych nie może być zagwarantowane – Możliwość ujawnienia systemu i narażenie na atak. |
Zabezpieczenie przed atakiem |
Dobre – prywatna sieć, sprawdzone bezpieczeństwo i kontrola. |
Słabe – dzielone z innymi użytkownikami, niebezpieczeństwo otwartego dostępu z Internetu oraz brak kontroli użytkownika. |
Połączenia alarmowe |
Tak – z wykorzystaniem priorytetyzacji i wywłaszczania połączeń po to, aby zawsze obsłużyć połączenia alarmowe. |
Ograniczone możliwości priorytetyzacji; nie zadeklarowane możliwości wywłaszczania połączeń.
|
Tryb pracy autonomicznej – fallback |
Tak, tryb pracy autonomicznej „fallback” dostępny na poziomie stacji bazowych, aby umożliwić komunikację w sytuacjach uszkodzenia łączy lub problemów z urządzeniami w infrastrukturze systemu. Dodatkowo tryb komunikacji bezpośredniej DMO uzupełnia możliwości komunikacji w tych sytuacjach. |
Nie – usługa PTT i serwisy komórkowe opierają się na infrastrukturze centralnej – w przypadku uszkodzenia połączenia bądź infrastruktury, lokalna komunikacja nie występuje. Nie ma możliwości dostępu do trybu komunikacji bezpośredniej DMO jako tryby awaryjnego. |
Zasoby |
Dobre – kontrola dostępu na poziomie systemu i użytkownika. Personel może być zweryfikowany przez jednostki operacyjno-techniczne (jeśli wymagane). |
Umiarkowane – Wiedza specjalistyczna zależy od rodzaju systemu – ograniczona możliwość kontroli personelu i lojalności w firmie komercyjnej.
|
WŁASNOŚĆ
Temat |
TETRA |
PTT w systemach CDMA |
Zarządzanie & Kontrola Systemu |
Tak – Użytkownik/Rząd decyduje o modelu operacyjnym i narzuca wymagany poziom operacji – wyznaczone zarządzanie i kontrola systemu |
Nie – Nieznane zależności dostawcy lub właściciela. W łączonych systemach komercyjnych Rząd posiada niewielką kontrole własności i zarządzania operacjami. |
Koszty & Operacje |
Znane koszty i jakość usług zależą od zakupionego scenariusza modelowego. |
Zmienne – jeśli jest to system komercyjny, długoterminowa struktura kosztów zależy od danego czasu. |
Własność sprzętu |
Zależy od wybranego modelu zakupu. |
Nie – ciągłe opłaty za dzierżawę/serwis z ograniczoną kontrolą długoterminową. |
Parametry systemów w scenariuszach operacyjnych
Scenariusz: incydent z zakłóceniem porządku publicznego na małym obszarze
Na przykład: katastrofa na zatłoczonym stadionie piłkarskim, zagrożenie atakiem bombowym w centrum miasta.
Temat |
TETRA |
PTT w systemach CDMA |
Dostępność sieci |
Dobra – prywatna sieć, wbudowana redundancja, zapasowe połączenia w ważnych miejscach. |
Zależy od operatora sieci i decyzji dotyczących redundancji, zapasowych połączeń, itp. |
Dostępność komunikacji |
Dobra – dedykowana prywatna sieć, tylko użytkownicy rządowi, zarządzanie obciążeniem sieci i możliwa wbudowana redundancja |
Słaba – jeśli sieć jest publiczna, inni użytkownicy korzystający z tej sieci będą ją przeciążać. Pojemność w sytuacjach kryzysowych może nie być dostępna. Systemy komercyjne są zazwyczaj szacowane, aby spełnić konkretne wymagania. |
Priorytety komunikacji |
Dobre – schematy priorytetów wbudowane w sieć i połączenie radiowe. Najważniejsi użytkownicy będą łączeni jako pierwsi. |
Słabe – przeciążenie użytkowników współdzielących sieć będzie blokować kanały kontrolne, nawet jeśli korzystają ze schematów pierwszeństwa. |
Bezpieczeństwo komunikacji |
Dobre – z sieci korzystają tylko użytkownicy rządowi, którzy używają schematów bezpieczeństwa zatwierdzonych przez rząd. |
Niezabezpieczone – jeśli sieć jest ogólnodostępna to atak na sieć (np. odmowa usługi – DoS) może zostać użyty do zablokowania komunikacji PPDR. |
Zasięg w obszarach problematycznych – we wnętrzach, piwnicach |
Dobry – może być dynamicznie poszerzany z użyciem przemienników sygnału. Czytaj: |
Ograniczony przez sieć, jako że nie dysponuje mobilnymi przemiennikami sygnału. Również zasięg CDMA zmniejsza się, jeśli wzrasta zapotrzebowanie na pojemność sieci. |
Wydajność |
Dobra – pojemność sieci pozostaje taka jak zaplanowano. Specjalistyczne grupy użytkowników mogą korzystać z trybu komunikacji bezpośredniej w celu zmniejszenia przeciążenia sieci. |
Ograniczona – pojemność i zasięg sieci są od siebie zależne, przeciążenia od innych, publicznych użytkowników powiększają problem. |
Zaufanie użytkowników |
TETRA sprawdziła się w takich sytuacjach wielokrotnie, w wielu krajach na całym świecie. |
Nieznane są żadne sprawdzone dane lub kluczowe wskaźniki wydajności (KPI – Key Preformance Indicators) |
Źródło: http://www.tetra-association.com/